W波段雷达导引头技术
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w波段毫米波雷达协议W波段毫米波雷达协议是一种用于毫米波雷达系统中的通讯协议。
它定义了毫米波雷达系统中数据的传输方式、数据格式、通信接口等方面的要求和规范。
以下是关于W波段毫米波雷达协议的详细介绍。
首先,W波段毫米波雷达协议主要用于车辆雷达系统中。
毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行探测和成像的技术。
它具有高分辨率、强抗干扰能力、适应多种天气条件等特点,因此在自动驾驶、智能交通等领域具有广泛的应用前景。
W波段毫米波雷达协议定义了毫米波雷达系统中各个部件之间的通信方式。
这些部件包括雷达传感器、雷达控制器、嵌入式计算单元等。
协议规定了它们之间的通信接口和数据格式,以确保它们能够正常地交换信息并进行协同工作。
在W波段毫米波雷达协议中,数据的传输方式主要包括有线通信和无线通信两种。
有线通信通常使用高速串行接口,例如PCIe或Ethernet。
无线通信通常使用Wi-Fi或蓝牙等无线协议。
这些通信方式都要求高速、稳定和可靠的数据传输,以保证雷达系统的正确运行。
协议还规定了数据的格式和编码方式。
毫米波雷达系统在工作中会产生大量的数据,如距离、速度、方向等信息。
协议定义了这些数据的格式和编码方式,以便各个部件能够正确地解析和处理这些数据。
例如,协议规定了距离数据使用浮点数表示,速度数据使用整数表示,方向数据使用枚举类型表示等等。
此外,W波段毫米波雷达协议还包括了一些附加功能和规范。
它要求雷达系统支持高精度雷达测距和波束成形功能,以提高雷达系统的测量精度和目标检测能力。
协议还规定了雷达数据的采样率和帧率等参数,以保证雷达系统能够满足实时性的要求。
总之,W波段毫米波雷达协议是一种用于毫米波雷达系统中的通信协议。
它定义了毫米波雷达系统中数据的传输方式、数据格式、通信接口等方面的要求和规范。
协议的制定使得毫米波雷达系统能够更加稳定、可靠地工作,为实现自动驾驶和智能交通等应用提供了有力的支持。
W波段测云雷达探测能力分析【摘要】W波段测云雷达的研制在我国尚处于起步阶段,目前尚无W波段测云雷达产品的正式应用。
笔者根据我国当前毫米波雷达研制能力及技术特点,通过相关计算和分析,从W波段测云雷达探测模式,包括波束扫描方式、雷达重复频率、脉冲积累数选择等,对雷达的探测能力做出分析。
【关键词】测云雷达;W波段;探测能力;反射率因子1.引言自上世纪90年代起,美、英、日、德等国家相继研制了专门应用于大气科学探测的地基和机载Ka、W波段测云雷达,并广泛用于云雾目标分布及属性探测。
近年来,我国已经研制出Ka波段测云雷达,包括固定式和车载式产品,但W波段测云雷达的研制尚属起步阶段。
本文根据当前国际上典型W波段毫米波测云雷达技术参数,结合我国当前的研制能力,提出W波段测云雷达典型工作参数,并对其探测能力进行简单分析和说明,以作交流和讨论。
2.毫米波雷达的特点及用途毫米波雷达通常具有以下特点:(1)可以用较小尺寸的天线获得较高的天线增益和较窄的波束,因而可得到较高的角分辨率。
(2)毫米波(相对于微波)在细微粒子中具有较强的散射特性,利用毫米波雷达可以提高对云雾的探测能力,有利于提高对气象目标形成的微物理过程的认识。
(3)系统体积小,重量轻,具有较低的使用和维护成本,特别适用于在车载、机载或星载等移动平台上探测。
常规天气雷达一般工作在微波频段,主要波长在3cm~10cm之间,适于探测直径大于几百微米的云雨粒子,这些粒子通常是形成降水和风暴的主要成分。
但是对云、雾等粒子直径更小的目标,探测能力及探测精度有限。
细小的云雾粒子对短波长电磁波的散射特性较为明显,因此测云雷达常采用毫米波频段(选用在大气中传输衰减相对较小的“窗口频率”,例如波长8mm的Ka、波长3mm的W波段),由于W波段波长更短,对云雾的散射更为敏感,并且W波段雷达天线和发射机与Ka波段相比,更具有小型化轻量化特点,因此,本文主要讨论W 波段测云雷达的探测性能。
w波段芯片
(实用版)
目录
1.W 波段芯片的概述
2.W 波段芯片的应用领域
3.W 波段芯片的发展前景
正文
一、W 波段芯片的概述
W 波段芯片,又称为 94GHz 雷达芯片,是一种微波频段的芯片,工作频率在 30GHz 至 100GHz 之间。
W 波段芯片具有频率高、带宽宽、传输速度快等特点,适用于高速、高精度的雷达系统。
在科技、军事、航空航天等领域具有重要的应用价值。
二、W 波段芯片的应用领域
1.军事领域:W 波段芯片在军事领域的应用十分广泛,如用于导弹制导、目标跟踪、战场侦察等。
其高精度、高速度的特点对于军事装备的性能提升具有重要意义。
2.航空航天领域:在民用航空航天领域,W 波段芯片可用于飞机、卫星等设备的通信、导航系统,提高飞行安全性和导航精度。
3.智能交通领域:W 波段芯片在智能交通领域也有广泛应用,如用于汽车雷达、交通监控等,有助于提高道路通行效率和安全性。
4.科学研究领域:W 波段芯片在射电天文学、大气遥感等领域也具有重要应用价值。
三、W 波段芯片的发展前景
随着科技的不断发展,W 波段芯片在各个领域的应用将更加广泛。
未
来,W 波段芯片技术将继续向高频、高性能、低功耗等方向发展,以满足不断增长的需求。
摘要:文章简要介绍了雷达技术发展简史和雷达技术在现代国防中的地位和作用,简述了几种先进雷达的体制和技术的基本原理以及国外的先进雷达应用情况,提出了现代战争下雷达技术发展展望。
0 前言雷达(Radar)是英文“Radio Detection and Ranging”缩写的译音,意思是无线电检测和定位。
近年来更广义的Radar的定义为:利用电磁波对目标检测/定位/跟踪/成像/识别。
雷达是战争中关键的侦察系统之一,它提供的信息是决策的主要基础。
雷达可用于战区侦察,也可用于战场侦察。
装有雷达导引头的导弹、灵巧炸弹能精确地、有效地杀伤目标。
在反洲际弹道导弹系统,反战术弹道导弹系统中,雷达是主要的探测器。
雷达技术在导航、海洋、气象、环境、农业、森林、资源勘测、走私检查等方面都起到了重要作用。
下面简要叙述雷达技术发展简史。
雷达技术首先在美国应用成功。
美国在1922年利用连续波干涉雷达检测到木船,1933年6月利用连续波干涉雷达首次检测到飞机。
该种雷达不能测距。
1934年美国海军开始发展脉冲雷达。
英国于1935年开始研究脉冲雷达,1937年4月成功验证了CH(Chain Home)雷达站,1938年大量的CH雷达站投入运行。
英国于1939年发展飞机截击雷达。
1940年由英国设计的10cm波长的磁控管由美国生产。
磁控管的发展是实现微波雷达的最重要的贡献。
1940年11月,美国开发微波雷达,在二次世界大战末期生产出了10cm的SCR-584炮瞄雷达,使高射炮命中率提高了十倍。
二战中,俄、法、德、意、日等国都独立发展了雷达技术。
但除美国、英国外,雷达频率都不超过600MHz。
二战中,由于雷达的很大作用,产生了对雷达的电子对抗。
研制了大量的对雷达的电子侦察与干扰设备,并成立了反雷达特种部队。
二战后,特别是五、六十年代,由于航空航天技术的飞速发展,用雷达探测飞机、导弹、卫星、以及反洲际弹道导弹的需要,对雷达提出了远距离、高精度、高分辨率及多目标测量的要求,雷达进入蓬勃发展阶段,解决了一系列关键性问题:脉冲压缩技术、单脉冲雷达技术、微波高功率管、脉冲多卜勒雷达、微波接收机低噪声放大器(低噪声行波管、量子、参量、隧首二极管放大器等)、相控阵雷达。
毫米波导引头,也称为毫冰波需达导引头,是安装在导弹头部的一种装置。
它直接接收从目标反射或辐射的毫米波(频率范围在30~300GHz)信号,从而测出目标与导弹的相对位置参数,并产生导引信号。
毫米波导引头通常由天线及馈电系统、接收系统、频率跟踪系统、信号处理系统、随动系统以及发射系统(对于主动式导引头)组成。
导引头通过自动搜索、捕捉和跟踪目标,获得目标的角度、距离等信息,并将这些信息传递给导弹的自动驾驶仪,引导导弹飞向目标。
按照工作原理,毫米波导引头可以分为三种类型:主动式、半主动式和被动式。
1. 主动式导引头:在这种模式下,毫米波能量由导弹自身发射。
导引头接收目标反射的毫米波信号,通过处理这些信号来识别和跟踪目标。
这种方式的优点是作用距离较远,但可能会受到目标表面特性的影响。
2. 半主动式导引头:在这种模式下,毫米波能量由弹外导引站(如地面雷达或载机雷达)发射,经目标反射后被导引头接收。
这种方式需要外部设备的支持,但导引头本身的结构相对简单。
3. 被动式导引头:在这种模式下,导引头不发射毫米波,而是直接接收目标自身发射或辐射的毫米波信号。
这种方式对于隐蔽性较好的目标(如隐身飞机)具有较好的探测效果,但可能会受到背景辐射的干扰。
毫米波导引头具有体积小、重量轻、频带宽、分辨率高、抗干扰能力强等优点,因此在现代导弹系统中得到了广泛应用。
w波段毫米波雷达协议
W波段和毫米波雷达协议是指使用W波段和毫米波技术的雷达通信协议。
这种协议通常应用于无线通信和雷达系统中。
W波段是指在微波频段的一个特定频段范围,其频率范围通常是30 GHz到300 GHz之间。
毫米波则是波长较短,频率较高,通常在30 GHz到300 GHz之间。
使用W波段和毫米波作为雷达协议具有一些优势和应用:
1. 高数据传输速率:毫米波频段相对较高的频率使其能够实现更高的数据传输速率,因此适用于高速通信和雷达应用。
2. 大带宽:W波段和毫米波频段具有较大的带宽,可以支持大量的数据传输和通信需求。
3. 小型化设备:W波段和毫米波技术可以实现小型化的设备设计,适用于紧凑空间和移动设备的应用,例如汽车雷达和无线通信设备。
4. 高分辨率:毫米波频段具有较短的波长,可以获得较高的分辨率,因此在雷达系统中可以提供更精确的目标检测和跟踪。
然而,使用W波段和毫米波的雷达协议也面临一些挑战,例如对于障碍物的穿透能力较差,信号传输距离相对较短等。
因此,在实际应用中需要综合考虑各种因素,并选择适当的技术和频段来满足特定需求。
简单的说一下国产主动雷达红外成像导引头简单的说一下国产主动雷达/红外成像导引头此前曾经有国产复合导引头的消息传出,如去年珠海航展公开的CM-506KG小直径制导炸弹就配备有毫米波/红外成像导引头、我国自行研制的第二代末敏弹也配备有复合探测系统,它也包括红外成像探测系统、毫米波探测系统,但是复合制导系统实物展示,这次可能还是第一次,它显现了我国在精确制导领域的进步。
从公开的图片来看,笔者注意到它的整流罩呈卵圆形,这意味着它的载弹速度并不高,从内部结构图来看,笔者注意到它的雷达天线呈现长条形,这样意味着它的波束在高度方向比较发散,因此高度方向的探测精度较低,因此笔者推测这个导引头可能用来攻击地面或者海面目标,在高度方向的精度可以恰当降低,所以笔者认为这个导引头应该是给国产反舰导弹配备的,它标志着我国反舰导弹导引头的探测能力更强,抗电子干扰能力更好,作战能力也更大,可以有效的提高国产反舰导弹的战术技术能力,从而增强我国海军的作战能力,同时也有助于提高国产反舰导弹在国际市场上的竞争能力。
反舰导弹的末制导系统一般采用微波雷达,这主要是因为微波雷达的技术比较成熟,研制成本和费用较低,还就是攻击水面目标时候,海面背景干扰较低,杂波干扰比陆地要小,还有就是舰艇本身就是一个巨大的雷达反射体,特别是水面舰艇本身就是由金属表面构成,根据相关资料,一艘5000吨级的水面舰艇它的RCS面积可以达到5000多平方米,另外甲板还有较多的电子设备、武器、锚泊设备等,这些都增加舰艇的RCS,这些都有利于反舰导弹末制导雷达探测目标,简化信号与数据处理系统,这也是为什么反舰导弹一开始就能实现主动寻的制导。
对于反舰导弹来说,在发射前火控系统会在航路上建立一个目标瞄准点和相应的目标搜索区,导弹飞抵瞄准之后,末制导雷达开机,对预定目标进行搜索和跟踪,探测到目标后,转入锁定和跟踪,对目标进行攻击,如果搜索区没有发现目标,末制导雷达会按着一定比例对搜索区进行扩大搜索,如果仍旧没有发现目标,导弹则继续沿着预定航线飞行和搜索,直至燃料耗尽。
第46卷 第1期2024年1月系统工程与电子技术SystemsEngineeringandElectronicsVol.46 No.1January 2024文章编号:1001 506X(2024)01 0130 07 网址:www.sys ele.com收稿日期:20220314;修回日期:20220428;网络优先出版日期:20220628。
网络优先出版地址:http:∥kns.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20220628.0901.002.html基金项目:上海市自然基金(20ZR1455000)资助课题 通讯作者.引用格式:江利中,颜露新,谭姗姗,等.微波光子W波段宽带雷达成像技术研究[J].系统工程与电子技术,2024,46(1):130 136.犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋:JIANGLZ,YANLX,TANSS,etal.ResearchonW bandwidebandradarimagingtechnologybasedonmicrowavephotonicstechnology[J].SystemsEngineeringandElectronics,2024,46(1):130 136.微波光子犠波段宽带雷达成像技术研究江利中1,2, ,颜露新1,谭姗姗2,茹海忠3,杨明远2(1.华中科技大学人工智能与自动化学院,湖北武汉430074;2.上海无线电设备研究所,上海201109;3.上海卫星工程研究所,上海200240) 摘 要:W波段逆合成孔径雷达(inversesyntheticapertureradar,ISAR)具有成像分辨率高、成像距离远、体积小、重量轻等特点,适用于机载、弹载、星载等应用领域,是雷达系统中的一个重要的研究方向。
微波光子技术由于具有高频、大带宽、低传输损耗等优势,是克服传统雷达面临“电子瓶颈”效应的主要手段。
本文提出一种基于微波光子技术实现的W波段调频信号体制ISAR成像系统。
国外毫米波雷达制导技术的发展状况通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的电磁波。
毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波雷达制导兼有微波制导和光电制导的优点。
同厘米波导引头相比,毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。
与红外、激光、电视等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。
另外,毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。
一、毫米波雷达制导技术的发展历国外毫米波雷达制导技术研究始于20世纪70年代,80年代初研制成工程化导引头,并进行了挂飞试验。
但由于采用分立器件,工艺复杂,价格昂贵,妨碍了部署使用。
从1986年开始,美国国防部为了解决毫米波分立元器件离散以及价格昂贵的问题。
由国防高级研究项目局(DARPA)发起并主持了一项历时近8年(1986~1994年)的微波鹰米波单片集成电路计划(MIMIC)。
该计划旨在开发1~100GHz频率范围内的各种单片集成电路,并要求成本低、性能好、体积小、可靠性高和具有批量生产能力。
该计划的顺利实施并完成,直接推动了毫米波制导技术的飞跃发展。
20世纪90年代以来,随着军事斗争对毫米波制导需求的增长,以及在研制毫米波发射机、接收机、天线和无源器件等各个方面的重大突破,毫米波制导技术的发展进入了一个新的阶段。
二、毫米波雷达制导技术的发展现状近几年,随着计算机技术、毫米波固态技术、信号处理技术、光电子技术以及材料、器件、结构、工艺的发展,固体共形相控阵天线和毫米波集成电路技术等相关技术的成功应用为毫米波导引头性能的提高打下了良好的基础。
毫米波导引头的关键技术之一是天线技术。
常用的毫米波雷达天线有以下几种:反射面天线、透镜天线、喇叭天线、介质天线、漏波天线、微带天线、相控阵列天线等。
固态共形相控阵天线由于采用固态器件,能实现导引头头罩与天线合二为一,充分利用了导弹的有效空间,使复合探测更容易实现,是非常理想的弹载天线系统,正得到世界各国的高度重视。
w波段毫米波雷达协议近年来,随着科技的不断发展,毫米波雷达在无人驾驶、智能安防和物联网等领域中的应用越来越广泛。
为了推动毫米波雷达技术的进一步发展和应用,W波段毫米波雷达协议应运而生。
1. 协议背景W波段毫米波雷达协议是由国际电信联盟(ITU)和国际社会为了规范和统一W波段毫米波雷达的使用而制定的。
该协议的出台旨在提高毫米波雷达的工作效率、保障频谱资源的合理利用以及促进不同系统间的互操作性。
2. 协议范围W波段毫米波雷达协议适用于使用W波段频谱的毫米波雷达系统。
其目的是确保不同系统之间能够在相同频段内的无线通信中无干扰地进行数据传输和信息交换。
3. 协议规定W波段毫米波雷达协议规定了以下几个方面的内容:3.1 频率范围协议确定了W波段的频率范围为70GHz至100GHz。
在这个频率范围内,毫米波雷达设备可以进行数据传输和通信。
3.2 信道规划为了避免频谱资源的浪费和碰撞,协议对W波段内的信道进行了规划。
具体规定了不同信道的频率、带宽以及使用范围,以便不同设备进行频谱资源的合理分配和利用。
3.3 功率限制为了保证毫米波雷达设备在相邻频道之间的正常通信和避免干扰,协议规定了设备的最大传输功率和最小接收灵敏度等参数。
通过合理设置功率限制,可以提高系统的传输效率和性能。
3.4 QoS保障协议要求W波段毫米波雷达设备能够提供高质量的服务(Quality of Service,QoS)。
设备需保证在不同工作环境下,如高速行驶、复杂天气等情况下,依然能够稳定运行并保持良好的数据传输性能。
4. 协议实施为了使W波段毫米波雷达协议得以实施,各国政府和相关机构需要建立相应的法律法规和监管机制,制定标准并监督执行。
同时,为了促进国际合作和信息共享,国际间应建立相应的协作机制和信息交流平台。
5. 协议优势W波段毫米波雷达协议的出台有以下几点优势:5.1 频谱碎片利用协议的制定使得W波段频谱能够得到更加充分和有效的利用,有效避免了频谱资源的碎片化和浪费。
雷达导引头技术特点分析摘要:本文就某功能雷达导引头制导性能进行简要分析与探索,在其目标特性的基础上进行了更加详尽的探索,进一步阐述导引头对信号类型及分辨的功能,尝试设计了导引头在地面及空中的工作内容及形式,并对其工作效果的精密性进行测定,在不断改进过程中使得其工作的精密度更高,探索出导引头制导性能有可能向更精确的方向发展。
关键词:雷达;导引头;制导性能引言:从经济角度来讲,对雷达目标最好的发现方式就是采用精密度较高且耗材较少,成本较低技术去实现。
SAR成像末制导体成本相对较高,且对数据、弹道及其他要求相对更为严苛。
因此,在此类工作当中并不适用。
本文以此为研究角度,首先通过信号分析对导引头进行信号形式的应用设计,而后进行工作内容具体形式的设计,通过仿真分析论证导引头的性能。
一、雷达导引头的信号分析雷达制导分为两类:雷达波束制导和雷达寻的制导。
雷达波束制导雷达波束制导系统由载机上的雷达、工作部上的接收装置和自动驾驶仪等组成。
载机上的圆锥扫描雷达向目标发射无线电波束并跟踪目标。
工作部发射后进入雷达波束,工作部尾部天线接收雷达波束的圆锥扫描射频信号,在工作部上确定工作部相对波束旋转轴(等强线)偏离的方向,形成俯仰和航向的控制信号,通过自动驾驶仪控制工作部沿等强线飞行。
等强线是指向目标的,故工作部飞向目标。
雷达寻的制导又称雷达自动导引,分为主动式雷达导引、半主动式雷达导引和被动式雷达导引三种。
(一)目标特性分析雷达末制导导引头主要在毫米波频段进行工作,其波长相比目标尺寸过于渺小,切在光学区进行工作,雷达信号在承接过程中将形成多个扩散中心,若通过宽带发射信号进行接收,将会使目标的回波距离包可多个反应目标的特性和特征,使得导引头可以更加轻松地对目标进行辨别。
如果在地面上遇到目标体相对较小的情况,雷达很难截获其发射的截面积,且受地形起伏树木及建筑物的影响,会使雷达的分辨系统更难以识别,导致目标的检测信号被淹没在噪声和其他波形当中。
w波段雷达用途W波段雷达用途一、引言W波段雷达是一种通过发射和接收无线电波来感知目标并获取目标信息的设备。
它利用W波段的频率特性,具有较高的分辨率和穿透能力,适用于多种用途。
本文将详细介绍W波段雷达的几种主要用途。
二、空中监测与控制W波段雷达在空中监测与控制领域中具有广泛的应用。
空中交通管制雷达利用W波段雷达技术,能够实时监测飞机的位置、速度和高度等信息,为航空交通管制提供重要支持。
此外,W波段雷达还可用于军事领域的空中监测,实现对飞机、无人机等目标的追踪和监视。
三、地面监测与探测W波段雷达在地面监测与探测方面也有广泛的应用。
地面监测雷达可以利用W波段的穿透能力,对地下隧道、地下建筑物等进行探测和监测。
此外,W波段雷达还可以应用于土地利用规划、城市规划等领域,实现对地表变化和地貌特征的监测。
四、天气预警与预测W波段雷达在天气预警与预测方面也有重要的应用。
天气雷达利用W波段的频率特性,可以探测大气中的降水、云层等信息,为天气预报和气象研究提供数据支持。
通过监测和分析雷达回波,可以及时预警并预测暴雨、冰雹等极端天气事件,为公众提供及时的预警信息。
五、海洋监测与导航W波段雷达在海洋监测与导航领域也有广泛的用途。
海洋雷达可以通过探测海浪、潮汐等信息,提供海况预测和海洋环境监测。
此外,W波段雷达还可以用于船舶导航和海上交通管理,实现对船只位置和动态信息的监测和控制。
六、目标识别与跟踪W波段雷达在目标识别与跟踪方面也有重要的应用。
通过分析目标返回的雷达信号,可以实现对目标的识别和跟踪。
W波段雷达具有较高的分辨率和探测灵敏度,可以有效地识别和跟踪目标,为军事侦察、海上救援等领域提供支持。
七、结论W波段雷达具有广泛的应用领域。
它可以用于空中监测与控制、地面监测与探测、天气预警与预测、海洋监测与导航以及目标识别与跟踪等多个领域。
随着雷达技术的不断发展和创新,W波段雷达的应用前景将更加广阔,为各个领域的发展和进步提供有力支持。
控制与制导本文2007204229收到,李相平、张刚分别系海军航空工程学院教授、硕士研究生,许洪岩系海军装备技术质量检测站高级工程师,高光磊系海军驻航天一院军代表室助理工程师相控阵雷达在导引头中的应用现状与探讨李相平 张 刚 许洪岩 高光磊 摘 要 研制采用相控阵技术的导引头是世界各国目前共同关心的课题,介绍了国外相控阵导引头的发展情况,讨论了相控阵导引头相对于机械扫描导引头的优点,探讨了总体设计方案和相控阵导引头实现中的关键组件和相关技术。
关键词 相控阵雷达 导引头 天线引 言随着微波固态元件和单片微波集成电路(MM I C )的发展,相控阵雷达的生产成本及其体积显著降低,相控阵技术日益广泛地应用于预警雷达、通信、广播、导航、气象、汽车防撞等军事及民用领域。
如何利用相控阵技术的优点,提高导弹导引头的功能,成为世界各国共同关心的问题。
1 相控阵雷达导引头的应用现状相控阵导引头,特别是共形天线相控阵雷达导引头,是当今世界上最前沿、最复杂的雷达导引头之一。
目前,相控阵导引头基本处在积极的试验和研制阶段,据报道,只有少数国家的研究较为成功。
1.1 美国20世纪80年代,美国在实施轻型大气层外导弹(LEAP )计划时,研制了平面相控阵雷达导引头。
该导引头体积小,结构紧凑,工作在W 波段(94GHz ),天线口径为127mm ,共有2208个阵元,4个圆盘状固态发射模块组成发射机,每个圆盘产生7.8W 功率,天线增益40dB ,波束宽度1.7°,噪声系数4dB ,阵元功率100mW (峰值功率),合成功率62W (峰值功率)。
20世纪90年代美国空军研制了共形天线阵列导引头。
天线与弹体共形,以创新的低价格实现了波束控制,波束指向可覆盖从弹轴到140°范围,作用距离的初期指标为25km ,远期指标为60k m 。
1.2 英国据国外媒体2003年5月12日报道,英国Q ine 2ti Q 公司对其相控阵雷达导引头传感器进行了成功的“闭环”试验。
雷达导引头概论雷达导引头(Radar Seeker Head)是一种用于制导和控制导弹、火箭弹等武器系统的关键部件。
本文将对雷达导引头的基本原理、结构和应用进行概论介绍。
一、导引头的基本原理雷达导引头采用雷达技术来实现目标探测、跟踪和制导。
其基本原理是利用雷达发射出的脉冲电磁波与目标反射回来的信号进行相互作用,通过分析和处理回波信号来获取目标的位置、速度等信息,进而实现导弹对目标的精确定位和跟踪。
二、导引头的结构雷达导引头一般由天线、发射器、接收器、信号处理器和制导计算机等组成。
天线负责发射和接收电磁波,发射器产生高功率的雷达脉冲信号,接收器接收和放大回波信号,信号处理器对接收到的信号进行滤波、放大、脉冲压缩等处理,制导计算机对处理后的信号进行目标跟踪和导引计算。
三、雷达导引头的应用雷达导引头广泛应用于各种导弹系统中,如空空导弹、地空导弹、舰空导弹等。
它通过高精度的目标探测和跟踪能力,提高了导弹的命中精度和战斗效能。
同时,雷达导引头也被用于地面反导系统、防空系统和火控系统等领域,发挥着重要的作用。
四、雷达导引头的发展趋势随着科技的不断进步,雷达导引头也在不断发展和改进。
一方面,导引头的体积不断缩小,重量不断减轻,以适应小型化、轻量化的武器平台需求。
另一方面,导引头的性能不断提高,包括探测距离的增加、目标识别能力的提高、抗干扰性的增强等。
此外,雷达导引头还在融合其他技术,如红外、激光等,以提高对复杂目标的识别和打击能力。
五、雷达导引头的挑战与展望虽然雷达导引头在导弹制导领域取得了显著的成就,但仍面临一些挑战。
首先是目标探测与识别难度的增加,尤其是对于低可探测目标和高速机动目标的处理。
其次是对抗电子干扰和隐身技术的挑战,如敌方使用干扰器、雷达反射涂层等手段。
此外,雷达导引头还需要在复杂的电磁环境中工作,如多雷达系统共存、频谱资源争夺等。
展望未来,雷达导引头仍将继续发展。
随着人工智能和机器学习等技术的发展,导引头的自主决策和智能化能力将不断提升。
采用CMOS工艺的W波段相控阵收发机设计
朱伟;王瑞涛;王燕
【期刊名称】《雷达科学与技术》
【年(卷),期】2022(20)4
【摘要】W波段(75~110 GHz)拥有大可用带宽、低大气损耗、短波长以及在多尘和多雾条件下工作的能力,因此具有巨大的应用潜力,涵盖从通信、传感、成像到短程高速数据通信的多个领域。
因此,W波段收发机的研究和应用受到了越来越多的关注。
本文提出了基于耦合线的收发开关、移相器和衰减器,旨在对应用于W波段的CMOS毫米波相控阵收发机芯片中重要模块和关键技术予以研究。
其中,收发开关在复用为功率放大器的输出匹配网络和低噪声放大器的输入匹配网络的同时有效降低了插入损耗,移相器和衰减器实现了极高的分辨率。
以上3个关键模块的实现原理和电路设计均在文中进行了详细的阐述,并通过了流片验证。
仿真结果和测试结果说明了采用CMOS工艺制造W波段相控阵芯片的可实现性。
【总页数】9页(P370-377)
【作者】朱伟;王瑞涛;王燕
【作者单位】清华大学集成电路学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN958;TN402
【相关文献】
1.基于65 nm CMOS工艺的D波段功率放大器设计
2.ADI公司推出第二代Othello(R)射频收发器用于3G TD-SCDMA无线手机——新的CMOS射频收发器增加双频带和支持HSDPA功能,并且无需昂贵的声表面波滤波器,简化了3G射频设计
3.基于65-nm CMOS工艺的W波段两路电流合成型功率放大器的设计
4.一种采用半速结构的CMOS串行数据收发器的设计
5.采用CMOS工艺的C波段5bit数字移相器设计
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W 波段雷达导引头技术分析郭玲红1,吴卫山1,2(1.中国空空导弹研究院河南洛阳471009;2.航空制导武器航空科技重点实验室河南洛阳471009)摘要:由于电子对抗技术的飞速发展,低频段电子干扰设备已经非常完善,低频段主动雷达的工作效能相应地大幅度降低。
为了提高雷达系统的抗干扰能力,通过对国内外雷达技术发展趋势的研究,以及影响雷达系统抗干扰能力主要因素的分析,说明了采用更高频段的雷达导引头技术发展的重要性。
以W 波段雷达导引头技术发展及应用为前提,对其中需要解决的关键技术进行了分解,论述了W 波段雷达导引头的基本实现方案、关键技术解决途径,得出W 波段雷达导引头技术发展具有策略上的必要性和技术上的可行性的结论。
关键词:W 波段;雷达导引头;电子对抗;关键技术中图分类号:TN958文献标识码:A文章编号:1674-6236(2012)23-0114-03W-band technology applying for radar seekerGUO Ling -hong 1,WU Wei -shan 1,2(1.China Airborne Missile Academy ,Luoyang 471009,China ;2.Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Airborne Guided Weapons ,Luoyang 471009,China )Abstract:Because of the rapid development of electronic against technology ,low frequency band jamming devices have very perfect ,the low frequency active radar ’s performance is greatly reduced accordingly.In order to improve the anti -interference ability of radar system ,through the domestic and international technical development trend of radar ,and the impact the radar system of the main factors of anti -jamming ability is analyzed to show the higher frequency band radar seeker technology on the importance of development.With W-band radar seeker technology development and application for the premise ,the need to solve the key technologies used in the decomposition ,discusses the W-band radar seeker of basic implementation scheme ,key technology solutions ,draw the W -band radar seeker technology with the necessity of the development strategies and technical feasibility conclusion.Key words:W-band ;radar seeker ;electronic against ;the key technology收稿日期:2012-07-22稿件编号:201207140作者简介:郭玲红(1972—),女,河南洛阳人,硕士,高工。
研究方向:雷达导引头总体设计。
随着电子对抗技术的飞速发展,未来战场的电磁环境非常严酷,特别是在X 和Ku 波段,电子干扰设备已经非常完善,这必将大大降低该波段的主动雷达弹的作战效能。
近年来随着毫米波(30~40GHz )通信的快速发展,该波段的电子干扰设备也不断涌现,因此对Ku 波段导引头的影响会日趋严重[1]。
从抗干扰的角度讲,开发W 波段的导引头是必然趋势,因为W 波段的可用带宽很宽,为23GHz ,在敌方不精确知道被干扰的工作频率时,很难进行干扰。
另外对W 波段孔径为135mm 的天线,其波束宽度约为1.5度,这么窄的波束也大大增加干扰困难。
同时窄波束也为导引头提供了较高的角度分辨力,进而提高其跟踪精度、制导精度和多目标识别能力;W 波段雷达导引头由于工作波长短,对相同的目标速度可获得更大的多卜勒频移,如对速度为30m/s 的运动目标,Ku 导引头的多卜勒频移为3kHz ,而W 波段导引头的多卜勒频移为20kHz ,这就大大增强了对低速目标的识别能力,从而增强了导引头的低空下视能力和对地(运动目标)攻击能力[2]。
W 波段工作波长短,器件尺寸小,重量轻,适合小型化设计的要求;而且其可用带宽宽,具有较高的距离分辨率;天线波束窄,具有较高的角度分辨率;具有多路径效应小、波束窄和地物散射系数小等特点,减小了地杂波功率密度,具有较强的对地攻击能力;W 波段导引头在近距离扫描成像方面具有很大的优势[3]。
1国内外研究现状1.1国外研究背景国外对毫米波技术的应用研究已有较长的历史,在元件、器件、制造工艺、仪器设备等基础领域方面,已形成了较强的生产能力,为系统应用研究提供了有力的工业保证。
特别是美国80年代中期开始实施,90年代进入第二阶段的微波毫米波集成电路规划取得了重大突破后,新型高效、大功电子设计工程Electronic Design Engineering第20卷Vol.20第23期No.232012年12月Dec.2012-114-率W波段功率源、介质天线、集成天线、低噪声接收机芯片等相继问世:在毫米波发射机领域,94GHz、功率为10瓦的连续波(3GHz带宽)螺旋形行波管问世,如在天线方面,现已研制成功一种W波段增益为20dB的高效准集成喇叭天线。
毫米波集成电路方面,在毫米波集成电路中担任主角的除金属半导体场效应晶体管之外,又研制成功了高电子迁移率晶体管,利用高电子迁移率晶体管技术的低噪声接收机,噪声系数只有2.75dB,带宽5%,已在新的相控阵雷达中应用。
现在的集成电路技术已能把发射机、接收机和天线这样几个子系统构成一个成型模块,它成本低、耗能少,但性能高[4]。
W波段器件的进步极大地推动了毫米波主动寻的技术的发展。
用于空空、地空战术导弹上的毫米波主动雷达导引头,正成为各工业国家的研制热点。
如美国已研制成功并服役的空地反坦克导弹“沃斯普”(WASP)、“幼畜(Maverick)AGM65H”、“长弓海尔法II”以及反辐射导弹“哈姆”均采用毫米波(94GHz)主动雷达导引头。
美、德、英、法、意联合研制的MLRS项目,采用了毫米波雷达导引头,毫米波雷达头可对几平方公里的区域按确定的逻辑[ESPR(增强空间相谐振)、DBS (多卜勒波束锐化)和MTI(动目标显示)]自主搜索目标。
印度正在研制中的阿斯特拉空空超视距导弹采用先进的毫米波复合制导技术、飞行中段采用惯导,末端采用主动雷达导引头。
美国与西德合作研制的“先进(改进)型爱国者”导弹,在原C波段导引头中加装了94GHz主动雷达导引头,使其主动末制导距离和制导精度得到进一步提高、改善。
1.2国内技术现状国内对毫米波源及器件的研究有了较大的发展,一些实验室产品的指标已达到或接近国际水平,如W波段功率合成源已达10W、W波段频率源的相位噪声-75dBc/Hz@1kHz 等,同时国内不少单位也已经开展对W波段接收机、开关器件的研制,这为W波段在制导系统中的应用提供了有利条件。
1.3国内外差距W波段雷达导引头的应用方面,目前世界各国都处于研制阶段。
但是国外在器件的研制、工艺条件、仪器设备、实验技术等方面相对国内已经比较成熟,并具有一定的生产能力,W波段器件的加工对工艺要求很高,国内加工工艺基本能满足要求,但设计技术水平与国外有很大的差距。
2关键技术2.1W波段导引头总体设计技术W波段雷达导引头总体设计技术包括了系统的全波形设计和数字接收技术,在算法设计中需要应用频率捷变、参差PRF和频率步进、采用大带宽、步进频技术实现一维距离成像。
2.2系统一体化设计技术导引头一体化设计包括:为提高增益和增加作用距离采取的小口径高增益天线技术;大功率的功率合成固态发射机技术;低噪声W波段前端设计及工艺技术;结构的一体化设计技术。
2.3小型化W波段频率源频率合成技术W波段雷达导引头工作需要小型化的低相噪频率源,其重点是低相噪频率合成技术、W波段倍频技术、多芯片高密度组装工艺技术。
3技术实现途径3.1系统总体设计W波段雷达由于波长短,具有高的距离分辨力,采用具有大时宽-带宽积的脉冲频率步进技术,发射载波频率均匀步进的多个毫米波脉冲,然后对这多个脉冲回波进行相参脉冲压缩处理,从而得到合成的目标高分辨力一维距离像,实现导引头一维距离成像。
使用高速A/D、D/A转换器在尽量靠近射频的部分对信号进行采样,使用高速DSP代替传统的专用数字电路和低速DSP进行采样后的一系列处理,可以提高产品可靠性,降低成本,方便维修,缩短产品研制周期,提高抗干扰能力。
目前高速A/D、D/A器件相继研制成功并投入使用,高速并行DSP 技术的发展使得数字化接收在雷达导引头设计中的应用具有可行性。
3.2一体化设计W波段天线、发射机、前端一体化设计目的是进行小型化设计,减小体积。
一种方案是采用有源收发组件,即天线阵列由多个装在孔径内的微型收发模件组成(94GHz),在发射信号时,由几个IMPATT(碰撞离子雪崩渡越时间)二极管谐振腔组合器产生的低功率射频信号将分配到每个微型收发组件模块,射频信号在功率放大器中放大并由辐射单元辐射出去,每个辐射单元的幅度和相位都可以进行数字化控制,辐射出去的所有高功率射频信号由每个低功率的信号组合而成,在接收期间,回波信号由天线阵面上的低噪声放大器放大。
这种设计通过采用砷化镓集成技术可降低研制生产成本。
另一种设计方案是高效率的固态发射机技术结合结构一体化设计,即将小型化的固态发射机和接收机组件贴在天线的背面,从而减小体积。
3.3W波段频率源设计W波段频率源采用数字锁相技术、取样锁相技术、W波图1W波段雷达导引头组成框图Fig.1W-band radar seeker composition diagram图2收发组件单元组成框图Fig.2Transceiver module of unit blockdiagram《电子设计工程》2012年第23期段倍频技术和数字分频技术等[5]产生系统所需要的激励信号、本振信号、系统校准信号、系统同步时钟及基准频率源等[6]。